CN107086846A - 路面发电单元及*** - Google Patents

路面发电单元及*** Download PDF

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代凤玉
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Abstract

本发明公开了一种路面发电单元及***，其中，该路面发电单元包括：支撑装置，所述支撑装置为金属支架；下层玻璃，设置在所述支撑装置上；太阳能电池芯片，固定设置在所述下层玻璃上；上层玻璃，覆盖在所述太阳能电池芯片上；所述下层玻璃和所述上层玻璃均与所述太阳能电池芯片之间通过胶粘接固定。本发明提供的路面发电单元及***设置有下层玻璃、太阳能电池芯片和上层玻璃，将太阳能电池芯片设置在上层玻璃和下层玻璃之间，并利用支撑装置固定在基础路块上。在实现高效发电的同时，又易于安装，耐候防水，提高了路面的耐受度。

Description

路面发电单元及***
技术领域
本发明涉及太阳能发电技术，尤其涉及一种路面发电单元及***。
背景技术
随着新能源技术的不断发展，分布式太阳能为人们提供了更为便捷的能源供应。分布式太阳能发电需要一定的平面或者立面空间作为场地载体。
目前，交通领域中使用了大量的照明、监控、指示等配套电气设施，用电需求明显，新建改建道路的供电线路架设愈加繁重；常见的灯杆支架式、地面支架式的太阳能产品安装方式既不美观，又占用了过多空间。交通领域中的太阳能应用除了服务设施屋顶面积外，尚有很多空间位置还可以应用太阳能发电设计。其中，非机动车道路占比很大，例如公园、步行街等，其路面可以进行太阳能利用，在其上铺设太阳能电池芯片，成为景观设施、照明、监控、信息警示等功能的集成载体。
但是，由于铺设了太阳能电池芯片的路面经常被踩踏和磕碰，导致路面耐受度较差，且在长时间使用后，影响太阳能电池芯片的光吸收率。
发明内容
本发明的目的是提供一种路面发电单元及***，通过将太阳能电池电池组件设置在上层玻璃和下层玻璃之间，并利用支撑装置固定在基础路块上，以解决现有技术中的问题，在高效发电的同时，提高路面的耐受度。
本发明提供了一种路面发电单元，其中，包括：
支撑装置，所述支撑装置为金属支架；
下层玻璃，设置在所述支撑装置上；
太阳能电池芯片，固定设置在所述下层玻璃上；
上层玻璃，覆盖在所述太阳能电池芯片上；所述下层玻璃和所述上层玻璃均与所述太阳能电池芯片之间通过胶粘接固定。
如上所述的路面发电单元，其中，优选的是，所述支撑装置为蜂窝铝板或蜂窝铝合金支架。
如上所述的路面发电单元，其中，优选的是，所述支撑装置与所述下层玻璃之间设置有弹性隔垫。
如上所述的路面发电单元，其中，优选的是，所述弹性隔垫为橡胶条。
如上所述的路面发电单元，其中，优选的是，所述太阳能电池芯片的发电材料为柔性材料。
如上所述的路面发电单元，其中，优选的是，所述下层玻璃为有机玻璃。
如上所述的路面发电单元，其中，优选的是，所述上层玻璃为钢化玻璃或有机玻璃。
如上所述的路面发电单元，其中，优选的是，所述路面发电单元还包括与所述太阳能电池芯片相连接的线缆，以及均与所述线缆相连接的接线盒和接线器；
所述线缆和所述接线盒设置在所述太阳能电池芯片与所述下层玻璃之间，且所述线缆和所述接线盒均嵌入到所述下层玻璃中；
所述接线器设置在相邻的接线盒之间且从所述下层玻璃的底面引出，位于两端的接线器从所述下层玻璃下方的支撑装置的旁侧伸出。
如上所述的路面发电单元，其中，优选的是，位于所述下层玻璃下方的接线器通过密封盒密封。
如上所述的路面发电单元，其中，优选的是，还包括封边胶条，所述封边胶条将上层玻璃和所述下层玻璃连接，且将所述太阳能电池芯片的四周密封。
如上所述的路面发电单元，其中，优选的是，还包括封边金属条，所述封边金属条将所述支撑装置、下层玻璃、太阳能电池芯片和上层玻璃的侧面包覆。
本发明还提供了一种路面发电***，其中，包括本发明提供的路面发电单元，所述路面发电***还包括充电控制器和蓄电池，所述路面发电单元发电将电流通过所述充电控制器输出到所述蓄电池，以向用电设备供电。
本发明又提供了一种路面发电***，其中，包括两个或两个以上本发明提供的路面发电单元，所述路面发电***还包括汇流装置和逆变器，所述路面发电单元串联后进行发电，通过汇流装置将电流汇集后输出到所述逆变器，经所述逆变器进行逆变后输出到电网。
本发明提供的路面发电单元及***设置有下层玻璃、太阳能电池芯片和上层玻璃，将太阳能电池芯片设置在上层玻璃和下层玻璃之间，并利用支撑装置固定在基础路块上。在实现高效发电的同时，又易于安装，耐候防水，提高了路面的耐受度。
附图说明
图1为本发明实施例提供的路面发电单元的结构俯视图；
图2为本发明实施例提供的路面发电单元的断面图；
图3为图2中的A处放大图；
图4为本发明实施例提供的路面发电单元的部分结构示意图；
图5为图4中的B处放大图；
图6为本发明一种优选的实施例提供的路面发电***的示意图；
图7为本发明另一种优选的实施例提供的路面发电***的示意图。
附图标记说明：
100-路面发电单元 110-支撑装置 120-太阳能电池芯片 121-密封盒122-线缆123-接线盒 124-接线器 130-上层玻璃 140-胶 150-下层玻璃 160-封边胶条 170-封边金属条 180-弹性隔垫 200-充电控制器 300-蓄电池 400-用电设备 500-储能电池 600-汇流装置 700-逆变器 800-电网
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
图1为本发明实施例提供的路面发电单元的结构俯视图，本发明实施例提供了一种路面发电单元100，包括支撑装置110、下层玻璃、太阳能电池芯片120和上层玻璃130。
该路面发电单元100可用于新建的路面，上述支撑装置110为金属支架，用于设置在道路的基础路块上，下层玻璃设置在支撑装置110上，太阳能电池芯片120固定设置在下层玻璃上，上层玻璃130覆盖在太阳能电池芯片120上。下层玻璃和上层玻璃130均与太阳能电池芯片120之间通过胶粘接固定。太阳能电池芯片120的发电材料可以是以单晶多晶为代表的晶硅材料，也可以是以铜铟镓硒(CIGS)为代表的柔性材料，其具有一定的可弯曲性，有较强的抗应力形变的特征。
本发明实施例提供的路面发电单元设置有下层玻璃、太阳能电池芯片和上层玻璃，将太阳能电池芯片设置在上层玻璃和下层玻璃之间，并利用支撑装置固定在基础路块上。在实现高效发电的同时，又易于安装，耐候防水，提高了路面的耐受度。
图2为本发明实施例提供的路面发电单元的断面图，图3为图2中的A处放大图。太阳能电池芯片120可通过胶140粘接在下层玻璃150上，具体可通过UV无影胶或树脂胶进行粘接。上层玻璃130与太阳能电池芯片120之间也可以通过胶粘接固定，具体可采用UV无影胶粘接。下层玻璃150可以是有机玻璃(PMMA)，上层玻璃130可以为钢化玻璃，也可以是有机玻璃(PMMA)。
太阳能电池芯片120可采用CIGS电池芯片，具有较高的光电转化效率，良好的弱光电发电特性，因此可在全天候条件下发电。而且CIGS电池有芯片具很好的抗应力、可弯曲的特点，在传导的振动、路面暂时性形变等复杂情况下，太阳能电池芯片不会被损坏。CIGS电池芯片可采用软性耐腐蚀表面材料进行封装和安装工艺。具体可采用ETFE进行组件封装。使用紫外线高强度UV无影胶以及PMMA玻璃层进行路面安装，耐飞沙走石而不会被击碎，耐盐碱，适应道路融雪剂腐蚀环境。该太阳能电池芯片还可以采用旁路二极管，在受光面被遮挡或损坏时，屏蔽掉不发电区域，保证正常受光区持续发电，适合在遮挡情况复杂的道路场景下应用。
由于下层玻璃150通过支撑装置110固定在道路的表面上，施工方便且安装牢固。
优选的是，该路面发电单元还包括与太阳能电池芯片120相连接的线缆122，路面发电单元还包括均与线缆122相连接的接线盒123和接线器124，参照图2和图3。线缆122和接线盒123设置在太阳能电池芯片120与下层玻璃150之间，且线缆122和接线盒123均嵌入到下层玻璃150中。接线器124设置在相邻的接线盒123之间且从下层玻璃150的底面引出，位于两端的接线器124从下层玻璃150下方的支撑装置110的旁侧伸出。优选的是，位于下层玻璃150下方的接线器124通过密封盒121密封。太阳能电池芯片120采用背出线的布线形式，使用抗老化线缆，并采用模块化路面，内部走线，改善了电缆的使用环境，提高了线缆的寿命。
图4为本发明实施例提供的路面发电单元的部分结构示意图，图5为图4中的B处放大图。为了使结构的显示更为清楚，将线缆122、接线盒123和接线器124省略，参照图4和图5，优选的是，支撑装置110为蜂窝铝板或蜂窝铝合金支架。进一步地，支撑装置110与下层玻璃150之间设置有弹性隔垫180，该弹性隔垫180可以是橡胶条，也可以是由其他材料制成的垫片。
本发明实施例提供的路面发电单元作为一个单独的路块使用，当多个路块进行拼接时，为了避免路块与路块之间发生磕碰，致使电池芯片外漏，优选的是，还设置有封边金属条170，封边金属条170将支撑装置110、下层玻璃150、太阳能电池芯片120和上层玻璃130的侧面包覆。
进一步地，本发明实施例提供的路面发电单元还设置有封边胶条160，封边胶条160将上层玻璃130和下层玻璃150连接，且将太阳能电池芯片120的四周密封。
图6为本发明一种优选的实施例提供的路面发电***的示意图，本发明实施例还提供了一种路面发电***，包括本发明任意实施例提供的路面发电单元100，该路面发电***还包括充电控制器200和蓄电池300，路面发电单元100发电将电流通过充电控制器200输出到蓄电池300，以向用电设备400供电。
每个路面发电单元100可包括1至10个太阳能电池芯片120，本实施例中，每个路面发电单元100包括4个太阳能电池芯片120，用电设备400可以包括景观灯、指示牌、充电桩及通信监控设施等。
上述路面发电***还可以包括储能电池500，用于储存电能。储能电池500可采用锂电池，在日照条件下收集剩余太阳能发电，在太阳能发电不足时提供额外的能源保障，锂电池对高低温环境有较好的适应性。
图7为本发明另一种优选的实施例提供的路面发电***的示意图，本发明实施例还提供了一种路面发电***，其包括两个或两个以上本发明任意实施例提供的路面发电单元100，还包括汇流装置600和逆变器700，路面发电单元100串联后进行发电，通过汇流装置600将电流汇集后输出到逆变器700，经逆变器700进行逆变后输出到电网800，可以为路面、路侧的设备供电，也可以供给附近用电设施及建筑的发电***，解决了附近用电设备的需求。
优选的是，相邻两个路面发电单元100之间通过胶进行密封，上述位于路块两端的接线器124密封在胶内，由此避免了接线器124受到磕碰以及环境腐蚀，提高了接线器124的使用寿命。
以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。

Claims (14)

1.一种路面发电单元，其特征在于，包括：
支撑装置，所述支撑装置为金属支架；
下层玻璃，设置在所述支撑装置上；
太阳能电池芯片，固定设置在所述下层玻璃上；
上层玻璃，覆盖在所述太阳能电池芯片上；所述下层玻璃和所述上层玻璃均与所述太阳能电池芯片之间通过胶粘接固定。
2.根据权利要求1所述的路面发电单元，其特征在于，所述支撑装置为蜂窝铝板或蜂窝铝合金支架。
3.根据权利要求2所述的路面发电单元，其特征在于，所述支撑装置与所述下层玻璃之间设置有弹性隔垫。
4.根据权利要求3所述的路面发电单元，其特征在于，所述弹性隔垫为橡胶条。
5.根据权利要求3所述的路面发电单元，其特征在于，所述太阳能电池芯片的发电材料为柔性材料。
6.根据权利要求1所述的路面发电单元，其特征在于，所述下层玻璃为有机玻璃。
7.根据权利要求6所述的路面发电单元，其特征在于，所述上层玻璃为钢化玻璃或有机玻璃。
8.根据权利要求1所述的路面发电单元，其特征在于，所述路面发电单元还包括与所述太阳能电池芯片相连接的线缆，以及均与所述线缆相连接的接线盒和接线器；
所述线缆和所述接线盒设置在所述太阳能电池芯片与所述下层玻璃之间，且所述线缆和所述接线盒均嵌入到所述下层玻璃中；
所述接线器设置在相邻的接线盒之间且从所述下层玻璃的底面引出，位于两端的接线器从所述下层玻璃下方的支撑装置的旁侧伸出。
9.根据权利要求8所述的路面发电单元，其特征在于，位于所述下层玻璃下方的接线器通过密封盒密封。
10.根据权利要求8所述的路面发电单元，其特征在于，还包括封边胶条，所述封边胶条将上层玻璃和所述下层玻璃连接，且将所述太阳能电池芯片的四周密封。
11.根据权利要求8所述的路面发电单元，其特征在于，还包括封边金属条，所述封边金属条将所述支撑装置、下层玻璃、太阳能电池芯片和上层玻璃的侧面包覆。
12.一种路面发电***，其特征在于，包括如权利要求1-11任一项所述的路面发电单元，所述路面发电***还包括充电控制器和蓄电池，所述路面发电单元发电将电流通过所述充电控制器输出到所述蓄电池，以向用电设备供电。
13.一种路面发电***，其特征在于，包括两个或两个以上如权利要求1-7任一项所述的路面发电单元，所述路面发电***还包括汇流装置和逆变器，所述路面发电单元串联后进行发电，通过汇流装置将电流汇集后输出到所述逆变器，经所述逆变器进行逆变后输出到电网。
14.一种路面发电***，其特征在于，包括两个或两个以上如权利要求8-11任一项所述的路面发电单元，所述路面发电***还包括汇流装置和逆变器，所述路面发电单元串联后进行发电，通过汇流装置将电流汇集后输出到所述逆变器，经所述逆变器进行逆变后输出到电网。
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